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非均相Fenton法深度降解活性染料废水的研究

刘英  
【摘要】:Fenton法是一种反应条件温和,氧化效率高的处理废水的方法,但非均相Fenton法存在催化剂难以回收,pH值适应范围窄(一般在3-5之间),反应后易产生铁泥,造成二次污染等问题,大大限制了该技术的应用。本文用CuMgAl水滑石及其氧化物固相催化剂,以COD脱除率,脱色率,Cu2+的溶出作为催化剂活性及稳定性的评价指标,优化催化剂的制备工艺,探讨提高催化剂稳定性的方法,并系统的研究非均相Fenton法降解工艺。 采用共沉淀法和焙烧还原法制备CuMgAl类水滑石化合物,通过X射线衍射、红外光谱,热重及电感耦合等离子体对类水滑石化合物结构及元素进行表征。比较不同制备方法及铜含量对催化剂性能的影响,选用共沉淀法制备的Cu0.20Mg0.55Al0.25水滑石为目标催化剂,考察了反应温度、反应时间、H2O2用量及溶液初始pH值对降解反应的影响。研究结果表明,该催化剂具有较高的催化反应活性,在pH=7,H2O2用量为3.05 mmol,反应时间2 h,温度70℃下,初始质量浓度为1 g/L的活性黄X-6G染料废水的COD脱除率达到93.5%,脱色率达到100%。与均相Fenton催化剂相比,Cu0.20Mg0.55Al0.25水滑石催化剂有更宽的pH适用范围,pH值在3-10之间均有良好的催化活性。并且,该催化体系对其它的偶氮型染料如活性艳红K-2BP,活性黄X-GL及蒽醌型活性艳蓝KN-R都有较好的降解效果。 以共沉淀法制备的Cu0.20Mg0.55Al0.25水滑石为前驱体制备含铜氧化物,比较焙烧温度对催化剂稳定性及结构的影响,发现800℃下焙烧的Cu0.20800的稳定性最佳。将Cu0.20800用于深度氧化降解活性黄X-6G模拟染料废水的反应中,研究发现,以Cu0.20800为催化剂,可实现1g/L的活性黄X-6G溶液COD脱除率77.6%,脱色率100%。并且Cu0.20800的催化活性基本不受溶液初始pH值的影响,pH值在3-10之间均有良好的催化活性。循环实验表明催化剂稳定并且可以重复利用。


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